從川渝電荒破局出發,看西北新能源高比例發展
【谷騰環保網訊】自(zi)然(ran)資(zi)源保護協會(NRDC)與中(zhong)國(guo)能(neng)(neng)源研究會日前合辦“西北(bei)新(xin)能(neng)(neng)源高比例(li)發(fa)展(zhan)”研討(tao)會,發(fa)布了由NRDC支持、“中(zhong)國(guo)電力圓桌項(xiang)目”課題(ti)組完(wan)成的報告《建設(she)多層次市場機(ji)制,促(cu)進(jin)西北(bei)新(xin)能(neng)(neng)源高比例(li)發(fa)展(zhan)》。
會上,NRDC清(qing)潔電(dian)力高級(ji)顧問王萬興博士、西安交(jiao)通大學(xue)副(fu)教授李更豐(feng)、國(guo)網(wang)西北分(fen)部專(zhuan)(zhuan)家(jia)(jia)陳天恩、電(dian)力規劃設計總(zong)院(yuan)副(fu)總(zong)工程師王霽雪(xue)、國(guo)網(wang)能源(yuan)研(yan)究(jiu)院(yuan)副(fu)院(yuan)長蔣莉萍、中(zhong)(zhong)國(guo)電(dian)力企業聯合(he)會專(zhuan)(zhuan)家(jia)(jia)委員會首(shou)席專(zhuan)(zhuan)家(jia)(jia)肖創(chuang)英以及(ji)中(zhong)(zhong)國(guo)能源(yuan)研(yan)究(jiu)會碳中(zhong)(zhong)和(he)(he)產業合(he)作(zuo)中(zhong)(zhong)心主任黃少(shao)中(zhong)(zhong)等專(zhuan)(zhuan)家(jia)(jia),結(jie)合(he)目前西北地區的(de)新能源(yuan)發(fa)展(zhan)現(xian)狀,從國(guo)際(ji)經驗、國(guo)家(jia)(jia)發(fa)展(zhan)戰(zhan)略、地方發(fa)展(zhan)實踐等角度(du),探討(tao)了促(cu)進新能源(yuan)高比(bi)例發(fa)展(zhan)的(de)路徑和(he)(he)支撐環境(jing)以及(ji)區域(yu)電(dian)力部門的(de)低(di)碳轉(zhuan)型方案,為全國(guo)雙碳目標(biao)的(de)實現(xian)提供(gong)參考。
西北電網:新能源發電比例超過歐盟同期水平
西(xi)北(bei)(bei)電(dian)(dian)網(wang)(wang)是全(quan)國(guo)(guo)六大電(dian)(dian)網(wang)(wang)之一,包括陜西(xi)、甘肅、青海、寧夏、新(xin)疆五省(自治區(qu)(qu))電(dian)(dian)網(wang)(wang)。西(xi)北(bei)(bei)電(dian)(dian)網(wang)(wang)的(de)電(dian)(dian)力供大于(yu)求,是我國(guo)(guo)供電(dian)(dian)面(mian)積(ji)最(zui)大、電(dian)(dian)力外(wai)送比(bi)例(li)最(zui)高(gao)的(de)區(qu)(qu)域電(dian)(dian)網(wang)(wang)。截至2021年(nian)年(nian)底,西(xi)北(bei)(bei)電(dian)(dian)網(wang)(wang)新(xin)能源(除(chu)特(te)別說明之外(wai),本文中的(de)“新(xin)能源”特(te)指(zhi)風光)裝機(ji)占(zhan)(zhan)該地區(qu)(qu)全(quan)部裝機(ji)規(gui)模的(de)42%,發(fa)電(dian)(dian)量(liang)占(zhan)(zhan)比(bi)21%,遠超全(quan)國(guo)(guo)新(xin)能源裝機(ji)占(zhan)(zhan)比(bi)27%和發(fa)電(dian)(dian)量(liang)占(zhan)(zhan)比(bi)12%的(de)平均水(shui)平,已超過歐盟(meng)同期水(shui)平。
2022年,西(xi)北電(dian)(dian)網新能源(yuan)單日發(fa)電(dian)(dian)量和最大(da)出力(li)均(jun)創(chuang)新高(gao),新能源(yuan)日最大(da)發(fa)電(dian)(dian)量占比35%、(瞬時(shi))最大(da)出力(li)占比48%。青海省(sheng)的(de)新能源(yuan)發(fa)電(dian)(dian)出力(li)占比達到了驚人(ren)的(de)79%,比當時(shi)全(quan)省(sheng)用(yong)電(dian)(dian)負(fu)荷還高(gao)出4%。
NRDC首席代表(biao)張潔清強調,實現雙(shuang)碳目標,電(dian)力系統(tong)是關鍵。要“破”化石能(neng)(neng)(neng)源(yuan)占主導(dao)地位(wei)的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)體系,就(jiu)要先“立”新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)供給和(he)消費(fei)能(neng)(neng)(neng)力。西(xi)(xi)北地區(qu)的(de)(de)新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)裝(zhuang)機規(gui)模和(he)發電(dian)量均處(chu)于(yu)全國(guo)乃至全世界的(de)(de)領先水平。圍繞西(xi)(xi)北新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)高(gao)比(bi)例(li)發展進行研(yan)究,對其自(zi)身的(de)(de)發展和(he)全國(guo)電(dian)力部門的(de)(de)低碳轉型(xing),都具有(you)非常重要的(de)(de)意義。
根(gen)據國際能源署(IEA)提出的(de)(de)可(ke)(ke)(ke)變可(ke)(ke)(ke)再生能源(簡稱(cheng)VRE,即(ji)風光)發展的(de)(de)6個(ge)階(jie)(jie)段(duan),中、美(mei)、加(jia)、法、日等國家都處于(yu)第(di)二階(jie)(jie)段(duan),VRE發電(dian)量(liang)占比(bi)為(wei)10%左(zuo)右,依賴(lai)系統現(xian)有的(de)(de)靈活性來消納VRE。西北(bei)地區已由(you)第(di)三階(jie)(jie)段(duan)邁入第(di)四階(jie)(jie)段(duan),即(ji)以VRE為(wei)主的(de)(de)新(xin)能源在(zai)特(te)定時段(duan)內可(ke)(ke)(ke)以提供大部分的(de)(de)發電(dian)量(liang)。
目前,英、意(yi)等國處(chu)于第三(san)階(jie)(jie)段(duan)。進入第四階(jie)(jie)段(duan)的(de)(de)只有丹麥、愛爾蘭和德國等少數國家。IEA指出,進入第四階(jie)(jie)段(duan)面(mian)臨的(de)(de)挑戰(zhan)是(shi),一方(fang)面(mian)需要更先(xian)進技術方(fang)案來保障系(xi)統的(de)(de)穩定(ding),另一方(fang)面(mian)還需要改變電力系(xi)統運行方(fang)式與(yu)監管(guan)規則以適應大量(liang)VRE的(de)(de)接入。
NRDC清潔電(dian)力(li)(li)高級(ji)顧問王萬興博(bo)士在介(jie)紹國際經驗時表示,穩定的(de)政策(ce)與(yu)激勵機(ji)制對降低成本(ben)(ben)和(he)擴大(da)可(ke)再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)技術市場需求(qiu)是不可(ke)或缺的(de)。在全球很多地區,可(ke)再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的(de)平準化成本(ben)(ben)已能(neng)(neng)(neng)夠與(yu)煤、油、氣等常規能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)進行(xing)競爭。過去兩年,新(xin)增可(ke)再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)裝機(ji)占到了全球新(xin)增電(dian)力(li)(li)裝機(ji)容量的(de)80%以上。如(ru)何從(cong)電(dian)力(li)(li)系(xi)統的(de)規劃、建(jian)設、調度、運行(xing)以及電(dian)力(li)(li)市場的(de)架構與(yu)規則上進行(xing)創新(xin),安(an)全高效(xiao)地消納新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan),是我國建(jian)設清潔低碳的(de)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)系(xi)統,實現電(dian)力(li)(li)行(xing)業低碳轉型(xing)的(de)關鍵。
2025年,西北新能源裝機比例過半
自2018年以來,“中國電(dian)(dian)力圓桌項目”課題組先后(hou)開展(zhan)了(le)(le)西北(bei)區(qu)域電(dian)(dian)力現貨市(shi)場(chang)(chang)及監(jian)管機制研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)、適(shi)應新能(neng)源(yuan)發展(zhan)的西北(bei)區(qu)域電(dian)(dian)力輔助服務市(shi)場(chang)(chang)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)和“‘雙(shuang)碳’背(bei)景(jing)下(xia)西北(bei)電(dian)(dian)網新能(neng)源(yuan)消納的市(shi)場(chang)(chang)化(hua)機制研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)”。在此基礎上,課題組完成(cheng)并在此次(ci)研(yan)討會上發布了(le)(le)最新研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)報(bao)告《建設(she)多層次(ci)市(shi)場(chang)(chang)機制,支撐西北(bei)新能(neng)源(yuan)高比例發展(zhan)》(以下(xia)簡稱研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)報(bao)告)。
研究(jiu)報告認為,在“雙(shuang)碳”目標以及風(feng)光大基地(di)規劃建設的(de)新(xin)形勢(shi)下,西(xi)(xi)北電(dian)(dian)網(wang)新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)占比(bi)將進一(yi)步提高(gao)。預(yu)計(ji)2022年西(xi)(xi)北電(dian)(dian)網(wang)新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)總裝機(ji)將超過火電(dian)(dian),成為西(xi)(xi)北第一(yi)大電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)。西(xi)(xi)北電(dian)(dian)網(wang)也將因此成為全國首個新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)裝機(ji)第一(yi)的(de)區域(yu)電(dian)(dian)力系(xi)統,同時面臨腰荷(he)時段的(de)消納與早(zao)晚高(gao)峰的(de)保供(gong)壓(ya)力。
預計(ji)到2025年,新能源裝機占(zhan)比將(jiang)超過(guo)50%,成為西(xi)北(bei)電(dian)網的主(zhu)體電(dian)源,電(dian)力系統(tong)將(jiang)率先實現碳達(da)峰目(mu)標(biao)。另(ling)外(wai),西(xi)北(bei)地區市(shi)場主(zhu)體組成形式復雜(za),亟待(dai)通過(guo)市(shi)場手段厘清運(yun)行關(guan)系。截至2021年底,西(xi)北(bei)外(wai)送(song)電(dian)量(liang)占(zhan)全網用電(dian)需(xu)求的37%。“大送(song)端”電(dian)網特性日益(yi)凸顯,外(wai)送(song)對(dui)消納的影響越發重(zhong)要。
隨著(zhu)更大規模(mo)的新能源接入電(dian)網(wang),系統消納面臨著(zhu)巨大挑戰。
國網西(xi)北(bei)分(fen)部(bu)專家陳天恩指出(chu),在(zai)(zai)新(xin)(xin)(xin)能源(yuan)發(fa)展過程(cheng)中(zhong),曾出(chu)現(xian)嚴(yan)重(zhong)的(de)(de)棄(qi)(qi)電(dian)(dian)(dian)問題(ti)。2016年(nian)西(xi)北(bei)地區的(de)(de)平均棄(qi)(qi)電(dian)(dian)(dian)率(lv)為29%,甘肅(su)的(de)(de)風電(dian)(dian)(dian)棄(qi)(qi)電(dian)(dian)(dian)率(lv)高達(da)43%。西(xi)北(bei)新(xin)(xin)(xin)能源(yuan)棄(qi)(qi)電(dian)(dian)(dian)倒逼(bi)消(xiao)納率(lv)先(xian)市場(chang)化,并取得了(le)顯(xian)著成(cheng)效。新(xin)(xin)(xin)能源(yuan)棄(qi)(qi)電(dian)(dian)(dian)率(lv)由(you)2016年(nian)的(de)(de)29%降低到2021年(nian)的(de)(de)5%,利用率(lv)由(you)71%提(ti)高到95%。面向“雙碳”目(mu)(mu)標,新(xin)(xin)(xin)能源(yuan)電(dian)(dian)(dian)量滲透率(lv)從(cong)20%提(ti)高到40%的(de)(de)時候會出(chu)現(xian)更嚴(yan)峻的(de)(de)挑(tiao)戰。現(xian)階(jie)段的(de)(de)工作重(zhong)點是推(tui)動(dong)西(xi)北(bei)電(dian)(dian)(dian)力(li)市場(chang)由(you)大到強。完善乃至(zhi)重(zhong)塑現(xian)行電(dian)(dian)(dian)力(li)市場(chang),在(zai)(zai)保障(zhang)電(dian)(dian)(dian)力(li)可靠供應的(de)(de)前提(ti)下,以最低的(de)(de)成(cheng)本接納新(xin)(xin)(xin)能源(yuan),助力(li)實現(xian)碳達(da)峰、碳中(zhong)和目(mu)(mu)標。
西安交通大學李更豐教授表示, 2016年以來西北地區新能源利用率“五連升”的勢頭預計將在今年被打斷;比如今年5月甘肅省棄風率上升至18.3%,青海省棄光率上升至16.3%等情況均說明西北地區新能源大發展帶來的消納壓力持續增長。考慮到西北地區現有市場交易機制還不能完全適用于未來新能源大規模開發和高效利用,因此如何充分利用西北地區資源稟賦優勢、省間互補特性,建立多層次靈活市場交易體系,突破西北地區新能源受阻的瓶頸,從而促進全區的新能源消納水平提高,成為亟待解決的問題。
如何推動西北新能源發展?
為促(cu)進(jin)西北新能源高比例(li)發展,研究報(bao)告建議,應(ying)擴大資(zi)源的優(you)化(hua)配(pei)置范圍、打破消納壁壘,并針對電力市場建設提出了3點具體建議:
首先(xian),應(ying)分階段完善西北(bei)電力市(shi)場(chang)架構。對(dui)(dui)于現貨市(shi)場(chang)建(jian)設,應(ying)從分散(san)式(shi)逐步過渡(du)到(dao)集中式(shi)市(shi)場(chang);對(dui)(dui)于輔(fu)助服務(wu)市(shi)場(chang),應(ying)分階段建(jian)設、遵(zun)循“先(xian)區域、后(hou)省內”的(de)發展模式(shi);對(dui)(dui)于容(rong)量(liang)補(bu)償機制(zhi),應(ying)建(jian)立“可靠(kao)性+靈活性”雙軌運行制(zhi)容(rong)量(liang)市(shi)場(chang)。
其次,應豐富電力市場的(de)參與(yu)主(zhu)體(ti)。充分推(tui)進新興市場主(zhu)體(ti)參與(yu)電力市場,提升(sheng)電力系統(tong)的(de)靈活調節(jie)能力。通過電源(yuan)(yuan)側(ce)、電網側(ce)、需求側(ce)、儲能側(ce)等方面來推(tui)動電力系統(tong)的(de)靈活調節(jie)能力提升(sheng),適(shi)應大規(gui)模新能源(yuan)(yuan)并網后的(de)要(yao)求。
此(ci)外(wai)(wai),應完善新能源外(wai)(wai)送(song)(song)機(ji)制。構建(jian)配套電源和富余電能相(xiang)輔相(xiang)成的(de)西北外(wai)(wai)送(song)(song)交易體系,在滿足系統安全穩定的(de)前提下,逐步增加輸電通道的(de)新能源占比,通過各(ge)省多送(song)(song)端(duan)合(he)作互補互濟,有效平抑新能源的(de)隨機(ji)性和波動性。
電力規劃設計(ji)總院副總工程(cheng)師王霽雪(xue)認為,作(zuo)為重(zhong)要(yao)的送端地區(qu),需要(yao)做好新能源、支撐電源和外送通(tong)道的要(yao)素協同,對支撐電源和區(qu)域網(wang)架加強等工作(zuo)提(ti)早進行謀劃。
“在著力(li)構建高比例(li)可(ke)再(zai)生能源(yuan)(yuan)新型電力(li)系(xi)(xi)統(tong)的(de)語境下,對于諸(zhu)如(ru)西北這(zhe)樣的(de)新能源(yuan)(yuan)發電量(liang)占比已(yi)超過(guo)(guo)20%的(de)電力(li)系(xi)(xi)統(tong)而言(yan),我們需要用(yong)建團隊的(de)思路(lu),探討(tao)如(ru)何通(tong)過(guo)(guo)創新的(de)技術(shu)手段、管理手段和市場機(ji)制。”國網能源(yuan)(yuan)研究院(yuan)副(fu)院(yuan)長蔣莉萍提出,通(tong)過(guo)(guo)跨(kua)省跨(kua)區互濟并充分挖掘新能源(yuan)(yuan)參與電力(li)系(xi)(xi)統(tong)平衡的(de)能力(li)和優秀表現(xian),實現(xian)“不斷降低化石能源(yuan)(yuan)發電量(liang)比例(li)”這(zhe)一(yi)目標。
中電聯專家委員會(hui)首席專家肖創英(ying)認為,在享受高比(bi)例可(ke)(ke)再(zai)生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)帶(dai)來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)利好的(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)時,也(ye)將承擔著潛(qian)在的(de)(de)(de)(de)(de)災害天氣帶(dai)來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)代價。對此要有(you)認識(shi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)準備,要認識(shi)到保供的(de)(de)(de)(de)(de)艱(jian)難。作(zuo)為可(ke)(ke)再(zai)生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)高比(bi)例的(de)(de)(de)(de)(de)樣本,四川缺電問題(ti)帶(dai)給西北的(de)(de)(de)(de)(de)一個重要借鑒,是要充分提升電網(wang)的(de)(de)(de)(de)(de)調節(jie)能(neng)(neng)(neng)力(li),未來(lai)應加強電網(wang)互濟能(neng)(neng)(neng)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)建設,發(fa)揮(hui)跨區域(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)調節(jie)能(neng)(neng)(neng)力(li)來(lai)支撐送端(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)新能(neng)(neng)(neng)源(yuan)發(fa)展,調動受端(duan)資源(yuan)在提升送端(duan)電網(wang)靈活性方面的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用。
中國能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)研究會碳中和(he)產業合作中心主任黃少中提出(chu),如何推進西北的能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)轉型(xing)發(fa)展,必(bi)須(xu)統籌(chou)謀劃,多措(cuo)并舉。一是(shi)(shi)(shi)(shi)要(yao)放眼全國統籌(chou)考慮,不能(neng)(neng)就西北論西北。二是(shi)(shi)(shi)(shi)要(yao)在外(wai)送(song)通道和(he)機(ji)制設計兩(liang)方面發(fa)力。三(san)是(shi)(shi)(shi)(shi)要(yao)發(fa)揮(hui)市場有效和(he)政府有為的雙(shuang)重作用。四是(shi)(shi)(shi)(shi)要(yao)實現能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)轉型(xing)發(fa)展和(he)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)安全保(bao)障的協調(diao)統一。

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